CN107882020A - 一种小直径树根桩施工方法及清洗注浆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小直径树根桩施工方法及清洗注浆装置，其步骤为：①成孔，在基面上进行打桩孔；②钢筋笼的制作与安放；③填料；④第二次桩孔清洗；⑤第一次注浆；⑥开塞；⑦第二次注浆；清洗注浆装包括阀体，所述阀体内设有一通孔，所述阀体的外缘面上均布有四个环形凹槽，每个所述环形凹槽的外缘面的正中心还设有一阀孔，所述阀孔与所述通孔相连通；每个所述环形凹槽上还套设有一止回橡胶圈，所述止回橡胶圈内缘面盖于所述阀孔上，且所述止回橡胶圈与所述环形凹槽为紧配合。本发明中提高了施工的便利性，也提高了树根桩的强度。

Description

一种小直径树根桩施工方法及清洗注浆装置

技术领域

本发明涉及一种建筑地基基础工程领域，尤其涉及一种小直径树根桩施工方法及清洗注浆装置。

背景技术

灌注桩后注浆指灌注桩成桩后一定时间，通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降。

在现有技术中，小直径树根桩采用常规的施工方式，其竖向承载力不够，同时，对于一些建筑物的托换、加固、大型设备无法到达的位置等单桩的施工难度特别大甚至无法施工，施工的便利性也差。

另外在需要先填入骨料再进行浆液灌注的一些钻孔桩的施工中，碎石骨料的含泥量高、钻孔过程中如果进行彻底的清孔将会大大降低泥浆的比重从而导致桩孔塌孔缩颈等问题从而需要在泥浆保持一定比重时就要及时装填碎石骨料，这两个原因都会导致注浆前骨料或泥浆中含泥量过高从而影响成孔后混凝土的强度，非常的不方便且以前无有效克服办法。

发明内容

本发明目的是提供一种小直径树根桩施工方法及清洗注浆装置，通过使用该方法及结构，能够有效提高灌入骨料的清洁度、大大降低骨料含泥量及杂质、增大骨料灌浆法施工混凝土的强度，从而达到有效、显著提高小直径桩的单桩的竖向承载力甚至达到常规钻孔灌注桩的竖向承载力标准，有效扩大了小直径树根桩的适用范围、增加了施工的便利性，使得以往无法实施的加固、地基托换等工程得以依托该项技术得到实施。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小直径树根桩施工方法，其步骤为：

①成孔，在基面上进行打桩孔，泥浆护壁成孔后，进行常规的第一次清孔，通过成孔设备中的泥浆正循环设备将孔中的泥浆比重降低至设计要求；

②钢筋笼的制作与安放：按照桩孔的尺寸，制作钢筋笼，钢筋笼安放的过程中，在钢筋笼的内侧对侧的两根主筋上安装并用铁丝绑扎两套结构相同的注浆管，注浆管分别为两套结构相同的A注浆管及B注浆管；注浆管安放在钢筋笼的最底部；

③填料：对桩孔内利用碎石进行填充，碎石的投入量不少于桩孔体积的0.9倍；

④第二次桩孔的清洗：利用高压注水设备对A注浆管内注入高压清水，利用A注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经基本被清洗干净，即可停止高压清水的注入；

⑤第一次注浆：利用A注浆管对桩孔进行注浆，持续注浆使水泥浆液推托骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液泛出孔口并保持120秒，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时可以停止注浆；

⑥开塞：在第一次注浆完成的5小时～6小时之间，利用高压注水设备对B注浆管内注入高压清水，将已经包裹于B注浆管外侧的初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道，完成劈裂后即停止注水；

⑦第二次注浆：完成开塞24小时～48小时之后，从B注浆管内注入配置好的水泥泥浆，将水泥泥浆注入到通道内，完成二次注浆。

上述技术方案中，所述步骤⑥中，首先高压设备会采用较大的压力对B注浆管注入清水，在注入清水的过程中，当清水将已经初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道之后，清水会进入到通道内，清水的注入持续时间30秒，然后停止清水的注入，压入土中的清水将在土体中自然逸散。

上述技术方案中，所述步骤⑦中，在进行二次注浆的过程中，当注浆过程中压力越来越大，水泥泥浆难以继续通过B注浆管注入到通道内或注浆量已经达到设计要求时，则完成通道二次注浆，停止二次注浆。

为达到上述目的，本发明采用了一种小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：包括阀体，所述阀体为一体成型结构，所述阀体为无缝钢管制成，所述阀体内设有一通孔，所述通孔使所述阀体为两端开口的中空结构，所述阀体的一端设有一堵头，所述堵头抵于所述通孔的端部；所述阀体的外缘面上均布有四个环形凹槽，每个所述环形凹槽的外缘面的正中心还设有一阀孔，所述阀孔与所述通孔相连通；每个所述环形凹槽上还套设有一止回橡胶圈，所述止回橡胶圈内缘面盖于所述阀孔上，且所述止回橡胶圈与所述环形凹槽为紧配合。

上述技术方案中，所述止回橡胶圈为双层结构。

上述技术方案中，所述阀体两端的通孔内分别设有一内螺纹，所述堵头的一端设有外螺纹，另一端设有环形凸起，所述外螺纹与所述阀体一端通孔的内螺纹螺接相连，所述环形凸起的端面抵于所述阀体的端面上，且所述环形凸起的外缘面与所述阀体的外缘面齐平设置。

上述技术方案中，所述阀孔的直径为所述通孔直径的1/4，所述阀孔的直径为所述环形凹槽长度的1/5～1/4。

上述技术方案中，所述通孔直径为28毫米，所述阀体直径为40毫米，所述环形凹槽的深度为4毫米，所述止回橡胶圈的单边厚度为1毫米，所述阀孔的直径为7毫米。

上述技术方案中，所述环形凹槽的长度值为a，相邻所述环形凹槽之间的长度值为b，所述a值为所述b值的1/2～4/5。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明中采用两根注浆管，既可以作为冲洗用，又能够作为注浆用，能够有效提高施工效率，降低施工成本；

2.本发明中在注浆完成之后，利用高压水对未完全凝固的混凝土冲开通道，再通道内进行二次注浆，这样能够大大提高单桩的竖向承载力，提高质量；

3.本发明中通过采用无缝钢管一体成型制成的阀体，这样阀体为一个一体成型的整体结构，无人为安装部位，这样能够保证阀体使用的可靠性以及质量；

4.本发明中在阀体的外表面上设置环形凹槽，将阀孔设置在环形凹槽内，同时将止回橡胶圈套在环形凹槽上，用以挡住阀孔，这样在实际安装使用过程中，利用环形凹槽的侧壁对止回橡胶圈的边缘进行阻挡，防止碎石或者混凝土从止回橡胶圈进入到阀孔内，防止阀体的堵塞，保证阀体的成活率，保证阀体使用时的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一中清洗注浆装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一中清洗注浆装置止回橡胶圈拆卸状态下的结构示意图；

图3是图1中的剖视结构示意图(堵头未画出)；

图4是本发明实施例一中止回橡胶圈的结构示意图。

其中：1、阀体；2、通孔；3、堵头；4、环形凹槽；5、阀孔；6、止回橡胶圈；7、内螺纹；8、外螺纹；9、环形凸起。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种小直径树根桩施工方法，其步骤为：

①成孔，在基面上进行打桩孔，泥浆护壁成孔后，进行常规的第一次清孔，通过成孔设备中的泥浆正循环设备将孔中的泥浆比重降低至设计要求；

②钢筋笼的制作与安放：按照桩孔的尺寸，制作钢筋笼，钢筋笼安放的过程中，在钢筋笼的内侧对侧的两根主筋上安装并用铁丝绑扎两套结构相同的注浆管，注浆管分别为两套结构相同的A注浆管及B注浆管；注浆管安放在钢筋笼的最底部；

其中，在钢筋笼放置的过程中，其上逐节安装与注浆管尺寸相匹配的钢管(外径壁厚t＝2.5焊接钢管，钢管两端设置外丝口，钢管与钢管之间采用套筒接头同时使用生料带密封，并一直安装到出露出地表大于0.5米以利于注浆操作)，将钢筋笼逐个放入到桩孔内，焊接连接主筋及箍筋，直至完成全部钢筋笼的放置。

③填料：对桩孔内利用碎石进行填充，碎石的投入量不少于桩孔体积的0.9倍；

④第二次桩孔的清洗：利用高压注水设备对A注浆管内注入高压清水，利用A注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经基本被清洗干净，即可停止高压清水的注入；

⑤第一次注浆：利用A注浆管对桩孔进行注浆，持续注浆使水泥浆液推托骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液泛出孔口并保持120秒，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时可以停止注浆；其中，配置水泥浆液时可以根据桩体受力性质或设计要求掺入不同的外加剂；

⑥开塞：在第一次注浆完成的5小时～6小时之间，利用高压注水设备对B注浆管内注入高压清水，将已经包裹于B注浆管外侧的初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道，完成劈裂后即停止注水；

⑦第二次注浆：完成开塞24小时～48小时之后，从B注浆管内注入配置好的水泥泥浆，将水泥泥浆注入到通道内，完成二次注浆。

所述步骤⑥中，首先高压设备会采用较大的压力对B注浆管注入清水，在注入清水的过程中，当清水将已经初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道之后，清水会进入到通道内，清水的注入持续时间30秒，然后停止清水的注入，压入土中的清水将在土体中自然逸散。

所述步骤⑦中，在进行二次注浆的过程中，当注浆过程中压力越来越大，水泥泥浆难以继续通过B注浆管注入到通道内或注浆量已经达到设计要求时，则完成通道二次注浆，停止二次注浆。

在正常情况下，一次注浆工作完成之后，一般情况就结束了树根桩的制作，但是，这种方式制作的树根桩由于骨料注浆混凝土的本身的因素导致混凝土强度不可能很高，从而导致竖向承载力普遍不高。因此，在本实施例中，增加了冲洗孔中骨料和泥浆的步骤，并在一次注浆5小时～6小时之间，也就是混凝土初凝的过程中(混凝土的还没有完全凝固)，再利用高压水通过B注浆管冲出高压水，将初凝的混凝土中冲开多条通道。作为判断是否冲开了通道，作为判断是否冲开了通道，注入高压清水的过程中如果注入设备的压力表显示突然降低，证明通过注浆阀劈裂混凝土的步骤取得了成孔，清水将混凝土冲开通道，这样清水就能够顺利的进入到通道内并进入桩端土体，建立了注浆阀与桩端土体之间的联系通道。后续利用B注浆管进行二次注浆，注入配置好的水泥泥浆，这样水泥泥浆能够通过进入桩端土体，并包裹桩端土体，随着注入的持续，水泥浆液逐步沿着桩体向上分布，这些水泥泥浆就能够有效地扩大桩端直径和涉及扩散分布的桩体的直径，从而大大提高树根桩的竖向承载力。这种施工方式，能够适用于建筑物的托换、加固，大型设备无法到达的位置及需要大承载力的施工位置，非常的方便。

参见图1～4所示，为达到上述目的，本发明采用了一种小直径树根桩施工的清洗注浆装置，包括阀体1，所述阀体1为一体成型结构，所述阀体1为无缝钢管制成，所述阀体1内设有一通孔2，所述通孔2使所述阀体1为两端开口的中空结构，所述阀体1的一端设有一堵头3，所述堵头3抵于所述通孔2的端部；所述阀体1的外缘面上均布有四个环形凹槽4，每个所述环形凹槽4的外缘面的正中心还设有一阀孔5，所述阀孔5与所述通孔2相连通；每个所述环形凹槽4上还套设有一止回橡胶圈6，所述止回橡胶圈6内缘面盖于所述阀孔5上，且所述止回橡胶圈6与所述环形凹槽4为紧配合，止回橡胶圈的内缘面抵于环形凹槽的外缘面上。

在本实施例中，阀体采用一体成型结构，而且是采用无缝钢管制成，这样阀体在插入桩基的坑底之后，后续桩基内添加碎石或者混凝土时，阀体也不会存在破裂、破损的问题，能够有效保证阀体的存活率，同时保证阀体使用的可靠性。同时阀体不仅能够注浆，还能够通水，对桩基进行冲洗，起到两用的作用。

同时，在阀体的外缘面上设置环形凹槽，将阀孔设置在环形凹槽内，然后将止回橡胶圈套在环形凹槽内，利用止回橡胶圈挡住阀孔，这样只有阀孔内给予压力才能够将水或者泥浆通过阀孔撑开止回橡胶圈，而外部的物体则不能够将外部的物体挤开止回橡胶圈，起到单向出水或出泥浆的作用。同时，利用环形凹槽的侧壁抵对止回橡胶圈的边缘进行阻挡限位，这样能够防止外部的物体通过止回橡胶圈的边缘进入到阀孔内，防止阀孔的堵塞，保证阀体的可靠性。

所述止回橡胶圈为双层结构。这样能够进一步提高止回橡胶圈的止回作用及效果。

参见图1～3所示，所述阀体1两端的通孔内分别设有一内螺纹7，所述堵头3的一端设有外螺纹8，另一端设有环形凸起9，所述外螺纹与所述阀体一端通孔的内螺纹螺接相连，所述环形凸起的端面抵于所述阀体的端面上，且所述环形凸起的外缘面与所述阀体的外缘面齐平设置。

所述阀孔的直径为所述通孔直径的1/4，所述阀孔的直径为所述环形凹槽长度的1/5～1/4。

所述通孔直径为28毫米，所述阀体直径为40毫米，所述环形凹槽的深度为4毫米，所述止回橡胶圈的单边厚度为1毫米，所述阀孔的直径为7毫米。

所述环形凹槽的长度值为a，相邻所述环形凹槽之间的长度值为b，所述a值为所述b值的1/2～4/5。

在本实施例中，阀孔直径与通孔直径的比例，也就是单个阀孔的直径为通孔直径的1/4，而在阀体上采用4个阀孔，这样能够保证阀体注入端的流量与输出浆液的流量是保持一致的，保持了最优化压力、流量的匹配，保证注浆的可靠性，防止出现注浆及清洗不均匀的问题出现。

Claims (9)

1.一种小直径树根桩施工方法，其步骤为：

①成孔，在基面上进行打桩孔，泥浆护壁成孔后，进行常规的第一次清孔，通过成孔设备中的泥浆正循环设备将孔中的泥浆比重降低至设计要求；

②钢筋笼的制作与安放：按照桩孔的尺寸，制作钢筋笼，钢筋笼安放的过程中，在钢筋笼的内侧对侧的两根主筋上安装并用铁丝绑扎两套结构相同的注浆管，注浆管分别为两套结构相同的A注浆管及B注浆管；注浆管安放在钢筋笼的最底部；

③填料：对桩孔内利用碎石进行填充，碎石的投入量不少于桩孔体积的0.9倍；

④第二次桩孔的清洗：利用高压注水设备对A注浆管内注入高压清水，利用A注浆管将清水从桩孔的底部注入，将孔中碎石骨料上的泥砂及成孔过程中形成的泥浆稀释并从孔口溢出并排入泥浆池，此过程持续进行直至清洗出的泥浆水由浑浊逐渐变成清水，说明孔中的骨料上的泥沙及孔内成孔时产生的泥浆水已经基本被清洗干净，即可停止高压清水的注入；

⑤第一次注浆：利用A注浆管对桩孔进行注浆，持续注浆使水泥浆液推托骨料间的清水，直至灰色的水泥浆液泛出孔口并保持120秒，此时，桩体骨料间的填充液已由清水置换为符合设计要求的水泥浆液，此时可以停止注浆；

⑥开塞：在第一次注浆完成的5小时～6小时之间，利用高压注水设备对B注浆管内注入高压清水，将已经包裹于B注浆管外侧的初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道，完成劈裂后即停止注水；

⑦第二次注浆：完成开塞24小时～48小时之后，从B注浆管内注入配置好的水泥泥浆，将水泥泥浆注入到通道内，完成二次注浆。

2.根据权利要求1所述的小直径树根桩施工方法，其特征在于：所述步骤⑥中，首先高压设备会采用较大的压力对B注浆管注入清水，在注入清水的过程中，当清水将已经初凝的混凝土劈裂出通往混凝土体外的通道之后，清水会进入到通道内，清水的注入持续时间30秒，然后停止清水的注入，压入土中的清水将在土体中自然逸散。

3.根据权利要求1所述的小直径树根桩施工方法，其特征在于：所述步骤⑦中，在进行二次注浆的过程中，当注浆过程中压力越来越大，水泥泥浆难以继续通过B注浆管注入到通道内或注浆量已经达到设计要求时，则完成通道二次注浆，停止二次注浆。

4.一种小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：包括阀体，所述阀体为一体成型结构，所述阀体为无缝钢管制成，所述阀体内设有一通孔，所述通孔使所述阀体为两端开口的中空结构，所述阀体的一端设有一堵头，所述堵头抵于所述通孔的端部；所述阀体的外缘面上均布有四个环形凹槽，每个所述环形凹槽的外缘面的正中心还设有一阀孔，所述阀孔与所述通孔相连通；每个所述环形凹槽上还套设有一止回橡胶圈，所述止回橡胶圈内缘面盖于所述阀孔上，且所述止回橡胶圈与所述环形凹槽为紧配合。

5.根据权利要求4所述的小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：所述止回橡胶圈为双层结构。

6.根据权利要求4所述的小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：所述阀体两端的通孔内分别设有一内螺纹，所述堵头的一端设有外螺纹，另一端设有环形凸起，所述外螺纹与所述阀体一端通孔的内螺纹螺接相连，所述环形凸起的端面抵于所述阀体的端面上，且所述环形凸起的外缘面与所述阀体的外缘面齐平设置。

7.根据权利要求4所述的小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：所述阀孔的直径为所述通孔直径的1/4，所述阀孔的直径为所述环形凹槽长度的1/5～1/4。

8.根据权利要求4所述的小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：所述通孔直径为28毫米，所述阀体直径为40毫米，所述环形凹槽的深度为4毫米，所述止回橡胶圈的单边厚度为1毫米，所述阀孔的直径为7毫米。

9.根据权利要求4所述的小直径树根桩施工的清洗注浆装置，其特征在于：所述环形凹槽的长度值为a，相邻所述环形凹槽之间的长度值为b，所述a值为所述b值的1/2～4/5。